KR101816040B1 - Apparatus for blancing battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 밸런싱 장치에 대한 것으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치는 복수의 배터리 셀을 포함하고, 차량 외부에 구비되어 상기 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 셀 밸런스 부를 포함하는 충전부와 연결되어 충전 또는 방전되는 차량의 배터리부를 밸런싱하는 배터리 밸런싱 장치에 있어서, 상기 배터리부와 연결되어 상기 배터리부의 충방전 상태를 모니터링하는 모니터링부; 및 상기 모니터링 결과를 통해 상기 배터리부의 방전 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로 상기 충전부를 통해 상기 배터리부의 방전이 이루어지도록 제어하여 상기 배터리부의 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 제어부를 포함한다.The battery balancing device according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells and a cell balance unit provided outside the vehicle for balancing the voltage between the plurality of battery cells The battery balancing device includes a monitoring unit connected to the battery unit and monitoring a charging / discharging state of the battery unit. The battery balancing unit balances the battery unit of the vehicle charged or discharged by being connected to the charging unit. And a control unit for determining whether the battery unit is discharged through the monitoring result and for controlling the discharge of the battery unit through the charging unit based on the determination result to balance the voltage between the plurality of battery cells of the battery unit .

Description

배터리 밸런싱 장치{APPARATUS FOR BLANCING BATTERY}{APPARATUS FOR BLANCING BATTERY}

본 명세서는 전기 에너지를 이용하는 장치에 사용될 수 있는 배터리의 전압을 밸런싱하는 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 명세서는 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차 및 전기 자동차에서 사용되는 고전압 배터리의 복수의 배터리 셀간의 전압을 더욱 빠르게 밸런싱하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for balancing the voltage of a battery that can be used in an apparatus using electrical energy. Specifically, the present specification relates to a technology for more quickly balancing the voltage between a plurality of battery cells of a high voltage battery used in a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, and an electric vehicle.

최근 고전압의 배터리를 사용하는 산업기기, 가정 기기 및 자동차 등 다양한 장치가 등장하고 있으며 특히 자동차 기술분야에서는 고전압 배터리 사용이 더욱 활발해지고 있다. In recent years, various devices such as industrial devices, home appliances and automobiles using high-voltage batteries have appeared, and especially in the field of automobile technology, the use of high-voltage batteries is becoming more active.

가솔린이나 중유 등의 화석연료를 주 연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해발생을 줄이기 위하여, 전기자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.Automobiles that use internal combustion engines that use fossil fuels such as gasoline or heavy oil as the main fuel have a serious impact on pollution such as air pollution. Therefore, in recent years, efforts have been made to develop an electric vehicle or a hybrid vehicle in order to reduce pollution.

전기자동차(EV; Electric Vehicle)는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말한다. 즉, 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시키는 전기자동차는 가솔린 자동차보다 먼저 개발되었으나, 배터리의 무거운 중량 및 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화 되지 못하다가 최근 에너지 및 환경 문제가 심각해지면서 1990년대부터 실용화를 위한 연구가 시작되었다.Electric vehicles (EVs) are cars that do not use petroleum fuels and engines but that use electric batteries and electric motors. In other words, although an electric vehicle that drives a car by rotating an electric motor that is stored in a battery has been developed before a gasoline car, it has not been put into practical use due to problems such as a heavy weight of a battery and a time required for charging. Recently, And research for commercialization began in the 1990s.

한편, 최근 배터리 기술이 비약적으로 발전하면서 전기자동차 및 화석연료와 전기에너지를 적응적으로 사용하는 하이브리드 자동차(HEV)가 상용화되고 있다.On the other hand, hybrid technology (HEV) that uses electric vehicles, fossil fuels and electric energy adaptively is being commercialized as battery technology has been developed remarkably.

HEV는 가솔린과 전기를 함께 동력원으로 사용하기 때문에 연비 개선 및 배기가스 저감 측면에서 긍정적인 평가를 받고 있다. 이러한 HEV도 가솔린 자동차와의 가격 차이를 어떻게 극복하느냐가 관건으로서, 2차 전지 탑재량을 전기자동차의 1/3수준까지 낮출 수 있어 완전한 전기 자동차로 진화하는 중간 역할을 할 것으로 기대되고 있다.Since HEV uses both gasoline and electricity as power sources, it is receiving positive reviews in terms of fuel efficiency improvement and emission reduction. It is expected that HEV will play an intermediate role in evolving into a full electric vehicle because it is important to overcome the price difference with gasoline automobile by reducing the amount of secondary battery to one third of that of electric cars.

이러한 전기 에너지를 이용하는 HEV 및 EV 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다.Since HEV and EV vehicles using such electric energy use a battery in which a plurality of rechargeable secondary cells are packed as a main power source, there is no exhaust gas and noise is small. have.

EV 자동차는 HEV 자동차보다 배터리 전압의 크기 및 용량이 크다. 따라서, 셀의 밸런스를 맞추기 위해서는 보다 큰 전류를 통해 개별 셀들을 방전해야 한다. 그러나, BMS(Battery Management System) 내부에 구성되는 회로에서는 PCB(Printed Circuit Board), 방전 저항의 용량 등으로 인해 방전 전류의 한계가 있다(약 150~200mA 수준).EV cars have larger battery voltage and larger capacity than HEV automobiles. Therefore, in order to balance the cells, individual cells must be discharged through a larger current. However, there is a limit of the discharge current (about 150 ~ 200mA) due to the PCB (Printed Circuit Board) and the discharge resistance capacity in the circuit constructed in the BMS (Battery Management System).

일반적으로 배터리를 충전하는 과정 중, 배터리의 복수의 셀 중에 어느 하나라도 임계치에 도달하게 되면 다른 셀들의 충전 상태와는 상관없이 충전을 중단하게 된다. 이러한 상황을 방지하기 위해 셀 밸런싱 기능을 통해 배터리 셀을 방전시켜야 하는데, BMS 내에 구성되어있는 회로 특성상 낮은 방전 전류만 흐를 수 밖에 없어 배터리를 충전하는 짧은 시간 동안 셀을 효과적으로 방전할 수 없는 문제점이 있다.Generally, during the process of charging a battery, when any one of a plurality of cells of the battery reaches a threshold value, charging is stopped irrespective of the charging state of other cells. In order to prevent such a situation, the battery cell must be discharged through the cell balancing function. Due to the characteristics of the circuit constituted in the BMS, only a low discharge current flows, and the cell can not be effectively discharged for a short period of time to charge the battery .

대한민국공개특허공보 제10-2012-0026417호Korean Patent Publication No. 10-2012-0026417

본 발명은 차량에 탑재된 배터리의 전압 밸런싱을 충전기 자체에서 수행하도록 함으로써, 더욱 빠르게 각 배터리 셀의 전압을 방전시키도록 하는 데 목적이 있다.It is an object of the present invention to allow the battery charger itself to perform voltage balancing of a battery mounted in a vehicle, thereby discharging the voltage of each battery cell more quickly.

또한, 본 발명은 차량에 탑재된 배터리의 전압 밸런싱을 충전기 자체에서 수행하도록 함으로써, 전체적인 배터리의 충전 효율을 증가시키는 데 목적이 있다.It is another object of the present invention to increase the charging efficiency of the entire battery by allowing the battery charger itself to perform voltage balancing of the battery mounted in the vehicle.

또한, 본 발명은 차량에 탑재된 전압 밸런싱 회로를 충전기 내부에 구성되도록 함으로써, 개별 차량마다 장착되어 있는 밸런싱 회로를 제거하여 차량 연비 효율을 증가시키는데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a voltage balancing circuit mounted on a vehicle inside a charger, thereby eliminating a balancing circuit installed in each vehicle, thereby increasing vehicle fuel efficiency.

본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치는 복수의 배터리 셀을 포함하고, 차량 외부에 구비되어 상기 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 셀 밸런스 부를 포함하는 충전부와 연결되어 충전 또는 방전되는 차량의 배터리부를 밸런싱하는 배터리 밸런싱 장치에 있어서, 상기 배터리부와 연결되어 상기 배터리부의 충방전 상태를 모니터링하는 모니터링부; 및 상기 모니터링 결과를 통해 상기 배터리부의 방전 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로 상기 충전부를 통해 상기 배터리부의 방전이 이루어지도록 제어하여 상기 배터리부의 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 제어부를 포함한다.The battery balancing apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells and is connected to a charging unit provided outside the vehicle and including a cell balance unit for balancing a voltage between the plurality of battery cells, A monitoring unit connected to the battery unit and monitoring a charging / discharging state of the battery unit; And a control unit for determining whether the battery unit is discharged through the monitoring result and for controlling the discharge of the battery unit through the charging unit based on the determination result to balance the voltages between the plurality of battery cells of the battery unit .

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 충전부로 상기 배터리부의 복수의 배터리 셀 중 방전 대상이 되는 배터리 셀을 알려줄 수 있다.In one embodiment, the controller may notify the battery cell to be discharged, among the plurality of battery cells of the battery unit, to the charging unit.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 충전부를 통해 상기 배터리부의 방전이 이루어지도록 제어함으로써 상기 배터리부의 특정 배터리 셀의 충전 임계치 도달을 지연시키는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the control unit controls the discharging of the battery unit through the charging unit, thereby delaying the arrival of the charging threshold of the specific battery cell in the battery unit.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 충전부를 통해 상기 배터리부의 방전이 이루어지도록 제어함으로써, 상기 충전부는 상기 배터리부가 충전 중인 경우 특정 배터리 셀만 방전시키고 나머지 배터리 셀은 충전시킬 수 있다.In one embodiment, the control unit controls the discharging of the battery unit through the charging unit, so that the charging unit can discharge only a specific battery cell and charge the remaining battery cells when the battery unit is being charged.

본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치는 복수의 배터리 셀을 포함하는 차량의 배터리부를 밸런싱하는 배터리 밸런싱 장치에 있어서, 상기 배터리부와 연결되어 상기 배터리부의 충방전 상태를 모니터링하는 모니터링부; 및 상기 배터리부를 충전하고, 상기 모니터링 결과를 통해 상기 배터리부의 방전 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로 상기 배터리부의 방전을 통해 상기 배터리부의 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 충전부를 포함하고, 상기 충전부는 차량 외부에 구비되고, 상기 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 셀 밸런스 부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A battery balancing apparatus according to a second embodiment of the present invention balances a battery unit of a vehicle including a plurality of battery cells, the battery balancing apparatus comprising: a monitoring unit connected to the battery unit and monitoring a charging / discharging state of the battery unit; And a charging unit charging the battery unit, determining whether the battery unit is discharged through the monitoring result, and balancing a voltage between a plurality of battery cells of the battery unit through a discharge of the battery unit based on the determination result, The charging unit is provided outside the vehicle and includes a cell balance unit for balancing a voltage between the plurality of battery cells.

일 실시예에 있어서, 상기 충전부는 상기 모니터링 결과를 통해 상기 배터리부의 복수의 배터리 셀 중 방전 대상이 되는 배터리 셀을 판단할 수 있다.In one embodiment, the charging unit may determine a battery cell to be discharged among a plurality of battery cells of the battery unit through the monitoring result.

일 실시예에 있어서, 상기 충전부는 상기 배터리부의 방전이 이루어지도록 제어함으로써 상기 배터리부의 특정 배터리 셀의 충전 임계치 도달을 지연시키는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the charging unit delays the arrival of the charging threshold of the specific battery cell of the battery unit by controlling the discharging of the battery unit.

일 실시예에 있어서, 상기 충전부는 상기 배터리부가 충전 중인 경우 특정 배터리 셀만 방전시키고 나머지 배터리 셀은 충전시킬 수 있다.In one embodiment, the charging unit may discharge only a specific battery cell and charge the remaining battery cells when the battery unit is being charged.

본 발명은 차량에 탑재된 배터리의 전압 밸런싱을 충전기 자체에서 수행하도록 함으로써, 보다 빠르게 각 배터리 셀의 전압을 방전시키는 효과가 있다.According to the present invention, voltage balancing of a battery mounted on a vehicle is performed by the charger itself, thereby discharging the voltage of each battery cell more quickly.

또한, 본 발명은 차량에 탑재된 배터리의 전압 밸런싱을 충전기 자체에서 수행하도록 함으로써, 전체적인 배터리의 충전 효율이 증가하는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that the charging efficiency of the entire battery is increased by performing voltage balancing of the battery mounted in the vehicle by the charger itself.

또한, 본 발명은 차량에 탑재된 전압 밸런싱 회로를 충전기 내부에 구성되도록 함으로써, 개별 차량마다 장착되어 있는 밸런싱 회로를 제거할 수 있어 차량 연비 효율을 증가시키는 효과가 있다.Further, according to the present invention, the voltage balancing circuit mounted on the vehicle is configured inside the charger, so that the balancing circuit mounted on each individual vehicle can be removed, thereby increasing the fuel efficiency of the vehicle.

도 1은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치의 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치의 블록도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 종래 배터리 밸런싱 장치와 비교한 비교도이다.1 is a block diagram of a battery balancing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a battery balancing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a comparative chart comparing a battery balancing apparatus according to an embodiment of the present invention with a conventional battery balancing apparatus.

이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of techniques which are well known in the technical field to which this specification belongs and which are not directly related to this specification are not described. This is for the sake of clarity without omitting the unnecessary explanation and without giving the gist of the present invention.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals.

이하, 도 1을 참조하여 본 명세서의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a battery balancing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 1은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a battery balancing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 명세서의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치(100)는 모니터링부(30) 및 제어부(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a battery balancing apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention includes a monitoring unit 30 and a control unit 40.

배터리부(20)는 복수의 배터리 셀을 포함한다. 배터리부(20)는 고전압 배터리로, 리튬 이온 전지를 포함한다. 이때, 리튬 이온 전지는 양극에 망간계 재료를, 음극에 비정질계 탄소재료를 각각 이용한 복수의 셀로 구성될 수 있다. 예를 들어 96개의 셀이 직렬로 접속 되어 구성될 수 있다. 리튬 이온 전지의 각각의 셀의 정격 용량은 5.5 Ah(Ampere Hour), 정격 전압은 3.6 V(Volt) 일 수 있다.The battery section 20 includes a plurality of battery cells. The battery section 20 is a high-voltage battery, and includes a lithium ion battery. At this time, the lithium ion battery may be composed of a plurality of cells each using a manganese-based material as the anode and an amorphous carbon material as the cathode. For example, 96 cells may be connected in series. The rated capacity of each cell of the lithium ion battery may be 5.5 Ah (Ampere Hour) and the rated voltage may be 3.6 V (Volt).

모니터링부(30)는 배터리부(20)와 연결되어 배터리부(20)의 충방전 상태를 모니터링한다. 예를 들어, 모니터링부(30)는 배터리부(20)의 복수의 배터리 셀의 전압, 전류, 충전 상태 등과 같은 작동 특성을 모니터링한다.The monitoring unit 30 is connected to the battery unit 20 to monitor the charging / discharging state of the battery unit 20. [ For example, the monitoring unit 30 monitors operating characteristics such as voltage, current, charge state, etc. of a plurality of battery cells of the battery unit 20. [

충전부(10)는 배터리부(20)와 연결되어 배터리부(20)를 충전하거나 방전한다.The charging unit 10 is connected to the battery unit 20 to charge or discharge the battery unit 20.

또한, 충전부(10)는 차량 외부에 설치되어 배터리부(20)를 충전 또는 방전하는 경우에만 배터리부(20)와 연결될 수도 있다.The charging unit 10 may be connected to the battery unit 20 only when charging or discharging the battery unit 20, which is provided outside the vehicle.

또한, 충전부(10)는 배터리부(20)의 전류를 기 설정된 방전 전류 이상으로 흐르도록 하여 배터리부(20)의 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 셀 밸런스 부를 포함할 수 있다.The charging unit 10 may include a cell balance unit for balancing the voltage between the plurality of battery cells of the battery unit 20 by allowing the current of the battery unit 20 to flow over a predetermined discharge current.

상기 셀 밸런스부는 셀 밸런스 컨트롤부와 셀 밸런스 회로를 포함할 수 있다. 상기 셀 밸런스 컨트롤부는 배터리부(20)의 복수의 배터리 셀 중 해당 배터리 셀의 전압을 방전되도록 한다. 이를 위해 상기 셀 밸런스 회로의 연결 상태 등을 변경할 수 있다. 따라서, 충전부(10)는 배터리부(20)의 복수의 배터리 셀간의 전압 밸런싱을 직접 수행한다.The cell balance unit may include a cell balance control unit and a cell balance circuit. The cell balance control unit discharges the voltage of the corresponding battery cell among the plurality of battery cells of the battery unit 20. [ For this purpose, the connection state of the cell balance circuit and the like can be changed. Therefore, the charging unit 10 directly performs voltage balancing between the plurality of battery cells of the battery unit 20. [

또한, 충전부(10)는 배터리부(20)가 충전 중인 경우 해당 배터리 셀만 방전시키고 나머지 배터리 셀을 충전되도록 할 수 있다.In addition, when the battery unit 20 is being charged, the charger unit 10 may discharge only the battery cells and charge the remaining battery cells.

도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 종래 배터리 밸런싱 장치와 비교한 비교도이다.FIG. 3 is a comparative chart comparing a battery balancing apparatus according to an embodiment of the present invention with a conventional battery balancing apparatus.

도 3 (a)를 참조하면, 종래 배터리 밸런싱 장치는 배터리부(20)가 충전 중인 경우에 배터리 밸런싱을 통해 충전 임계치에 가장 근접한 특정 배터리 셀의 방전을 동시에 수행한다. 그러나, 배터리부(20)에서 낮은 방전 전류(약 150 ~ 200 mA)만 흐르게 할 수 있어 특정 배터리 셀이 충전 임계치에 빠르게 도달하여 충전이 중단되게 된다. 따라서, 배터리 전체적인 충전 효율이 떨어지게 된다.Referring to FIG. 3 (a), the conventional battery balancing apparatus simultaneously discharges a specific battery cell closest to the charging threshold through battery balancing when the battery unit 20 is being charged. However, only a low discharge current (about 150 to 200 mA) can be made to flow in the battery unit 20, so that the specific battery cell reaches the charge threshold quickly and the charge is stopped. Therefore, the overall charging efficiency of the battery is lowered.

도 3 (b)를 참조하면, 본 명세서의 제1 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치는 충전부(10)에서 배터리부(20)의 셀 밸런싱을 직접 수행한다. 따라서, 배터리부(20)에서 보다 큰 방전 전류(약 1 ~ 2 A)를 흐르게 할 수 있어 특정 배터리 셀이 충전 임계치에 느리게 도달하도록 할 수 있다. 따라서, 배터리 전체적인 충전 효율이 향상되는 효과가 있다.Referring to FIG. 3 (b), the battery balancing apparatus according to the first embodiment directly performs cell balancing of the battery unit 20 in the charger unit 10. Therefore, a larger discharge current (about 1 to 2 A) can be made to flow in the battery unit 20, so that the specific battery cell can reach the charge threshold slowly. Therefore, there is an effect that the overall charging efficiency of the battery is improved.

제어부(40)는 모니터링부(30)에서의 모니터링 결과를 통해 배터리부(20)의 방전 여부를 판단한다.The control unit 40 determines whether the battery unit 20 is discharged through the monitoring result of the monitoring unit 30.

또한, 제어부(40)는 상기 판단 결과를 기초로 충전부(10)를 통해 배터리부(20)의 방전을 제어한다. 이 때, 제어부(40)는 충전부(10)로 배터리부(20)의 복수의 배터리 셀 중 방전 대상이 되는 배터리 셀을 알려줄 수 있다.The control unit 40 controls the discharging of the battery unit 20 through the charging unit 10 based on the determination result. At this time, the control unit 40 can inform the charging unit 10 of a battery cell to be discharged among a plurality of battery cells of the battery unit 20. [

즉, 제어부(40)는 배터리부(20)의 배터리 셀의 방전 여부를 결정하여 이를 충전부(10)에 전달한다. 이를 통해, 충전부(10)에서는 셀 밸런싱을 하여 배터리부(20)의 배터리 셀이 방전하도록 한다. That is, the control unit 40 determines whether or not the battery cell of the battery unit 20 is discharged, and transmits it to the charger unit 10. Accordingly, in the charger 10, the battery cells of the battery unit 20 are discharged by performing cell balancing.

이하, 도 2를 참조하여 본 명세서의 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a battery balancing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 2는 본 명세서의 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a battery balancing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 명세서의 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치(200)는 충전부(110) 및 모니터링부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a battery balancing apparatus 200 according to a second embodiment of the present invention includes a charging unit 110 and a monitoring unit 130.

배터리부(120)는 복수의 배터리 셀을 포함한다. 배터리부(120)는 고전압 배터리로, 리튬 이온 전지를 포함한다. 이때, 리튬 이온 전지는 양극에 망간계 재료를, 음극에 비정질계 탄소재료를 각각 이용한 복수의 셀로 구성될 수 있다. 예를 들어 96개의 셀이 직렬로 접속 되어 구성될 수 있다. 리튬 이온 전지의 각각의 셀의 정격 용량은 5.5 Ah(Ampere Hour), 정격 전압은 3.6 V(Volt) 일 수 있다.The battery unit 120 includes a plurality of battery cells. The battery unit 120 is a high-voltage battery, and includes a lithium ion battery. At this time, the lithium ion battery may be composed of a plurality of cells each using a manganese-based material as the anode and an amorphous carbon material as the cathode. For example, 96 cells may be connected in series. The rated capacity of each cell of the lithium ion battery may be 5.5 Ah (Ampere Hour) and the rated voltage may be 3.6 V (Volt).

모니터링부(130)는 배터리부(120)와 연결되어 배터리부(120)의 충방전 상태를 모니터링한다. 예를 들어, 모니터링부(130)는 배터리부(120)의 복수의 배터리 셀의 전압, 전류, 충전 상태 등과 같은 작동 특성을 모니터링한다.The monitoring unit 130 is connected to the battery unit 120 to monitor the charging / discharging state of the battery unit 120. For example, the monitoring unit 130 monitors operating characteristics such as voltage, current, charge state, etc. of a plurality of battery cells of the battery unit 120.

충전부(110)는 배터리부(120)를 충전한다. 또한, 충전부(110)는 차량 외부에 설치되어 배터리부(120)를 충전 또는 방전하는 경우에만 배터리부(120)와 연결될 수도 있다. 또한, 충전부(110)는 상기 모니터링 결과를 통해 배터리부(120)의 방전 여부를 판단한다. 또한, 충전부(110)는 상기 판단 결과를 기초로 배터리부(120)를 방전시킨다.The charging unit 110 charges the battery unit 120. The charging unit 110 may be connected to the battery unit 120 only when the charging unit 110 is installed outside the vehicle and charges or discharges the battery unit 120. The charging unit 110 determines whether the battery unit 120 is discharged through the monitoring result. Also, the charging unit 110 discharges the battery unit 120 based on the determination result.

이 때, 충전부(110)는 배터리부(120)의 전류를 기 설정된 방전 전류 이상으로 흐르도록 하여 배터리부(120)의 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 셀 밸런스 부를 포함할 수 있다.In this case, the charging unit 110 may include a cell balance unit for balancing the voltage between the plurality of battery cells of the battery unit 120 by allowing the current of the battery unit 120 to flow over a predetermined discharge current.

상기 셀 밸런스부는 셀 밸런스 컨트롤부와 셀 밸런스 회로를 포함할 수 있다. 상기 셀 밸런스 컨트롤부는 배터리부(120)의 복수의 배터리 셀 중 해당 배터리 셀의 전압을 방전되도록 한다. 이를 위해 상기 셀 밸런스 회로의 연결 상태 등을 변경할 수 있다. 따라서, 충전부(110)는 배터리부(120)의 복수의 배터리 셀간의 전압 밸런싱을 직접 수행한다.The cell balance unit may include a cell balance control unit and a cell balance circuit. The cell balance control unit discharges the voltage of the corresponding battery cell among the plurality of battery cells of the battery unit 120. For this purpose, the connection state of the cell balance circuit and the like can be changed. Therefore, the charging unit 110 directly performs voltage balancing between the plurality of battery cells of the battery unit 120. [

또한, 충전부(110)는 배터리부(120)가 충전 중인 경우 해당 배터리 셀만 방전시키고 나머지 배터리 셀을 충전되도록 할 수 있다.In addition, when the battery unit 120 is being charged, the charger 110 may discharge only the battery cell and charge the remaining battery cells.

도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치를 종래 배터리 밸런싱 장치와 비교한 비교도이다.FIG. 3 is a comparative chart comparing a battery balancing apparatus according to an embodiment of the present invention with a conventional battery balancing apparatus.

도 3 (a)를 참조하면, 종래 배터리 밸런싱 장치는 배터리부(120)가 충전 중인 경우에 배터리 밸런싱을 통해 충전 임계치에 가장 근접한 특정 배터리 셀의 방전을 동시에 수행한다. 그러나, 배터리부(120)에서 낮은 방전 전류(약 150 ~ 200 mA)만 흐르게 할 수 있어 특정 배터리 셀이 충전 임계치에 빠르게 도달하여 충전이 중단되게 된다. 따라서, 배터리 전체적인 충전 효율이 떨어지게 된다.Referring to FIG. 3 (a), the conventional battery balancing device simultaneously discharges a specific battery cell closest to the charging threshold through battery balancing when the battery 120 is being charged. However, only a low discharge current (about 150 to 200 mA) can be allowed to flow through the battery unit 120, so that the specific battery cell quickly reaches the charge threshold and the charge is stopped. Therefore, the overall charging efficiency of the battery is lowered.

도 3 (b)를 참조하면, 본 명세서의 제2 실시예에 따른 배터리 밸런싱 장치는 충전부(110)에서 배터리부(120)의 셀 밸런싱을 직접 수행한다. 따라서, 배터리부(20)에서 보다 큰 방전 전류(약 1 ~ 2 A)를 흐르게 할 수 있어 특정 배터리 셀이 충전 임계치에 느리게 도달하도록 할 수 있다. 따라서, 배터리 전체적인 충전 효율이 향상되는 효과가 있다.Referring to FIG. 3 (b), the battery balancing apparatus according to the second embodiment directly performs cell balancing of the battery unit 120 in the charger unit 110. Therefore, a larger discharge current (about 1 to 2 A) can be made to flow in the battery unit 20, so that the specific battery cell can reach the charge threshold slowly. Therefore, there is an effect that the overall charging efficiency of the battery is improved.

본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present specification may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present specification is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present specification Should be interpreted.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is not intended to limit the scope of the specification. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100, 200 : 배터리 밸런싱 장치
10, 110 : 충전부
20, 120 : 배터리부
30, 130 : 모니터링부
40 : 제어부100, 200: Battery balancing device
10, 110:
20, 120: battery part
30, 130: Monitoring section
40:

Claims (8)

복수의 배터리 셀을 포함하고, 차량의 외부에 구비되어 상기 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 셀 밸런스 부를 포함하는 충전부와 연결되어 충전 또는 방전되는 상기 차량의 배터리부를 밸런싱하는 배터리 밸런싱 장치에 있어서,
상기 차량의 내부에 배치되고, 상기 배터리부와 연결되어 상기 배터리부의 충방전 상태를 모니터링하는 모니터링부; 및
상기 차량의 내부에 배치되고, 상기 모니터링 결과를 통해 상기 배터리부의 방전 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로 상기 배터리부의 방전이 이루어지도록 상기 충전부의 상기 셀 밸런스 부를 제어함으로써 상기 배터리부의 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 제어부를 포함하며,
상기 충전부의 상기 셀 밸런스 부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 배터리부의 전류를 기 설정된 방전 전류 이상으로 흐르도록 하여 상기 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하고,
상기 제어부는 상기 배터리부의 방전이 이루어지도록 상기 충전부의 상기 셀 밸런스 부를 제어함으로써 상기 배터리부의 특정 배터리 셀의 충전 임계치 도달을 지연시키는 것을 특징으로 하는 배터리 밸런싱 장치.A battery balancing apparatus for balancing a battery unit of a vehicle connected to a charging unit, the battery balancing unit including a plurality of battery cells, the battery balancing unit balancing a voltage between the plurality of battery cells,
A monitoring unit disposed in the vehicle and connected to the battery unit to monitor a charging / discharging state of the battery unit; And
Wherein the control unit controls the cell balancing unit of the charging unit to discharge the battery based on a result of the determination by determining whether the battery unit is discharged through the monitoring result, And a control unit for balancing a voltage between cells,
Wherein the cell balancing unit of the charging unit balances a voltage between the plurality of battery cells by causing a current of the battery unit to flow over a predetermined discharge current under the control of the controller,
Wherein the control unit delays arrival of a specific threshold value of the battery cell of the battery unit by controlling the cell balance unit of the battery unit to discharge the battery unit. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 충전부로 상기 배터리부의 복수의 배터리 셀 중 방전 대상이 되는 배터리 셀을 알려주는 배터리 밸런싱 장치.The method according to claim 1,
Wherein the control unit informs the battery unit of the plurality of battery cells of the battery unit to be discharged by the charging unit. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 배터리부의 방전이 이루어지도록 상기 충전부의 상기 셀 밸런스 부를 제어함으로써, 상기 충전부는 상기 배터리부가 충전 중인 경우 특정 배터리 셀만 방전시키고 나머지 배터리 셀은 충전시키는 배터리 밸런싱 장치.The method according to claim 1,
Wherein the control unit controls the cell balancing unit of the charging unit so that the discharge of the battery unit is performed so that the charging unit discharges only the specific battery cell and charges the remaining battery cells when the battery unit is being charged. 복수의 배터리 셀을 포함하는 차량의 배터리부를 밸런싱하는 배터리 밸런싱 장치에 있어서,
차량의 내부에 배치되고, 상기 배터리부와 연결되어 상기 배터리부의 충방전 상태를 모니터링하는 모니터링부; 및
상기 차량의 외부에 배치되고, 상기 배터리부를 충전하고, 상기 모니터링 결과를 통해 상기 배터리부의 방전 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로 상기 배터리부의 방전을 통해 상기 배터리부의 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 충전부를 포함하고,
상기 충전부는 상기 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하는 셀 밸런스 부를 포함하며,
상기 충전부의 상기 셀 밸런스 부는 상기 배터리부의 전류를 기 설정된 방전 전류 이상으로 흐르도록 하여 상기 복수의 배터리 셀간의 전압을 밸런싱하고,
상기 충전부는 상기 배터리부의 방전이 이루어지도록 제어함으로써 상기 배터리부의 특정 배터리 셀의 충전 임계치 도달을 지연시키는 것을 특징으로 하는 배터리 밸런싱 장치.A battery balancing apparatus for balancing a battery unit of a vehicle including a plurality of battery cells,
A monitoring unit disposed in the interior of the vehicle, the monitoring unit being connected to the battery unit and monitoring a charge / discharge state of the battery unit; And
And a control unit for controlling the charging unit to charge the battery unit based on the result of the monitoring to determine whether the battery unit is discharged or not, Comprising a live part for balancing,
Wherein the charging unit includes a cell balance unit for balancing a voltage between the plurality of battery cells,
Wherein the cell balancing unit of the charging unit balances the voltage between the plurality of battery cells by causing the current of the battery unit to flow at a predetermined discharge current or more,
Wherein the charging unit delays the charging threshold of the specific battery cell of the battery unit by controlling the discharging of the battery unit. 제 5항에 있어서,
상기 충전부는 상기 모니터링 결과를 통해 상기 배터리부의 복수의 배터리 셀 중 방전 대상이 되는 배터리 셀을 판단하는 배터리 밸런싱 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the charging unit determines a battery cell to be discharged among a plurality of battery cells of the battery unit through the monitoring result. 삭제delete 제 5항에 있어서,
상기 충전부는 상기 배터리부가 충전 중인 경우 특정 배터리 셀만 방전시키고 나머지 배터리 셀은 충전시키는 배터리 밸런싱 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the charging unit discharges only a specific battery cell and charges the remaining battery cells when the battery unit is being charged.
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